Сложные вопросы в ЕГЭ по химии. Элективный курс.

                            Управление образования администрации Курагинского района Красноярского края

                                                             Модифицированная программа
                                                             элективного учебного предмета

                                       «Сложные вопросы в ЕГЭ по химии»
                                         (11 класс, 34 часа)
                                                                         Составитель: учитель химии МБОУ Курагинская СОШ №1 Вольхина Е.Ю.                                                                                                                

                                                           Пояснительная записка
         Анализ результатов выполнения экзаменационной работы (в формате ЕГЭ) различными категориями выпускников подтвердил, что по-прежнему сохраняется определенное число элементов содержания, по которым не наблюдается заметного улучшения результатов.
        Среди этих элементов присутствуют такие общие понятия, как «скорость химической реакции», «химическое равновесие», «общие научные принципы производства». К числу недостаточно усвоенных элементов содержания можно отнести: «качественные реакции неорганических и органических веществ», «характерные химические свойства оксидов и кислородсодержащих органических соединений» и др.
        Значительное количество выпускников не овладело важным практическим умением использовать полученные знания для объяснения взаимосвязи между химическими свойствами веществ и закономерностями протекания реакций, в особенности тех, которые лежат в основе технологических процессов получения и переработки веществ.
             Необходимость разработки данного курса для учащихся обусловлена несколькими причинами. В соответствии с базисным учебным планом полной средней школы на изучение химии за 2 года теперь выделяется 70 часов. Поэтому в содержании курса химии в 10-11-х классах представлены только основополагающие химические теоретические знания, включающие самые общие сведения. По различным причинам в школах не всегда есть возможность организации профильных классов с углубленным изучением химии, поэтому сдача вступительного экзамена по химии становится для многих учащихся серьезной проблемой.
         Данный курс поможет преодолеть разрыв между требованиями ЕГЭ и реальными возможностями выпускников.
           Цели курса: - сформировать необходимые умения и навыки для решения сложных теоретических и практических задач по органической, неорганической и общей химии.

       Для реализации данной цели необходимо решить следующие задачи:
                1. корректировать и углубить имеющихся химических знаний
                2.  ликвидировать пробелы в способах решения задач
                3. провести систематизацию знаний
                4. способствовать развитию творческой активности и инициативности
                5. создать условия для успешной сдачи ЕГЭ по химии и обучения по специальности в ВУЗе
      
            Программа рассчитана на 36 часов. Предусмотрена необходимая теоретическая подготовка, но главное - это практическая часть: выработка общеучебных и чисто химических умений и навыков, необходимых в деятельности экспериментатора.
        В данную программу включен материал, не содержащийся в базовых программах. Особое внимание уделяется прикладному использованию законов и теорий, т.е. при решении разноуровневых расчетных и выполнения экспериментальных задач.
      В целом курс способствует развитию логического мышления, формированию единых подходов к решению задач по химии.
     Содержание данного курса способствует интеллектуальному, творческому, эмоциональному развитию школьников. Программа основывается на активных методах обучения. При отборе работ предпочтение отдано безопасному и доступному эксперименту. Проводятся они на базе типовой школьной лаборатории.
    
              В программе спецкурса выделено пять тем
                 1. Окислительно-восстановительные реакции
                 2. Опыты без взрывов
                 3. Решение расчетных задач
                 4. Механизмы органических реакций
                 5. Структура органических веществ
Данная программа курса предполагает расширенное изучение химии.

          Ожидаемые результаты обучения.
        На основе полученных знаний учащиеся должны приобрести умения:
• решать задачи на вывод формул
• задачи с использованием всех перечисленных законов
• писать уравнения с точки зрения электролитической диссоциации
• писать уравнения всех видов гидролиза
• уметь устанавливать генетические связи между классами неорганических  и органических веществ
• объяснять механизмы протекания химических реакций
• составлять уравнения ОВР с использованием метода электронно-ионного баланса (полуреакций) и электронного баланса.
• Данный курс дополняет и углубляет материал уроков по химии. Подобная работа в условиях дифференцированного подхода к обучению формирует устойчивый интерес школьников к химии, готовит их к выбору профиля своего дальнейшего обучения в старших классах, развивает творческие способности.
• Учащиеся должны выработать навыки грамотного обращения с веществами ( растворы кислот, щелочей, соли, проверять водород на чистоту), химической и мерной посудой, работы с простейшими приборами ( собирать из готовых деталей приборы для собирания газов и наполнять ими сосуды вытеснением воздуха и воды), выполнения химических опытов, должны строго соблюдать правила техники безопасности, уметь оказывать первую медицинскую помощь.

                                                               Содержание программы.

                                Тема №1 Окислительно-восстановительные реакции (12 ч)

•              Важнейшие восстановители и окислители. Алгоритм составления уравнений ОВР методом электронного баланса (повторение изученного).
• Классификация ОВР: межмолекулярное окисление-восстановление, внутримолекулярное окисление-восстановление, диспропорционирование (самоокисление-самовосстановление); сопропорционирование, определение типа ОВР.
  
• Использование метода электронного баланса для реакций межмолекулярного окисления-восстановления.
  
• Использование метода электронного баланса для реакций внутримолекулярного окисления-восстановления;
  
• Использование метода электронного баланса для реакций диспропорционирования;
  
•  ОВР с несколькими окислителями или несколькими восстановителями.
  
• Окислительно-восстановительные свойства соединений марганца в различных средах. Окислительные свойства солей хрома и марганца в высшей степени окисления.
  
• Окислительно-восстановительные свойства соединений хрома в различных средах.
  
• Окислительные свойства серной кислоты.
  
• Окислительно-восстановительные свойства соединений серы(IV) .
  
• Восстановительные свойства соединений серы(II) .
  
•                  Окислительные свойства азотной кислоты.
  

             Алгоритм составления уравнений ОВР методом электронно-ионного баланса (полуреакций), протекание ОВР с участием неорганических веществ.
ОВР с участием органических веществ (решение задач и упражнений):
алкенов, алкинов, аренов спиртов альдегидов и кетонов карбоновых кислот, углеводов.
              Направление окислительно-восстановительных реакций. Ряд стандартных электродных потенциалов. Коррозия металлов и ее виды (химическая и электрохимическая). Способы защиты от коррозии.
             Химические источники тока. Гальванические и топливные элементы, аккумуляторы. Электролиз растворов и расплавов. Электролитическое получение щелочных, щелочноземельных металлов и алюминия. Практическое применение электролиза.
             Окислительно-восстановительные процессы в живой природе.

                                        Тема №2 Опыты без взрывов (6 ч)

             Техника химического  эксперимента. Общие правила работы в химической лаборатории.
Первая помощь при ожогах, отравлениях, порезах, пожаре.
Набор химической посуды и реактивов. Посуда общего назначения и мерная: название, назначение и правила обращения. Работа со стеклом. Термометры. Правила взвешивания.

• Опыты с газами (опыты с кислородом, водородом, углекислым газом, аммиаком).

Методика выращивания кристаллов. Насыщенные и пересыщенные растворы. Способы обработки и сохранения кристаллов.

• Качественные реакции в органической химии (реакции с гидроксидом меди, перманганатом калия, дихроматом и хроматом калия, аммиачным раствором оксида серебра). Качественные реакции на гидроксильную,  альдегидную группы, на многоатомные спирты, белки, двойную и тройную связь.
• Качественные реакции, идентификация веществ, алгоритм идентификации, блок-схема. Алгоритм обнаружения органических соединений.
  
• Качественные задачи на химические превращения заданных веществ в определенных  условиях.
  
• Качественные задачи на идентификацию веществ.
  
• Качественные задачи на химические превращения заданных веществ в определенных условиях.
  
• Качественные задачи на разделение смеси веществ.
  

                                        Тема № 3 Решение расчетных задач (6 ч) 
              Критическое мышление. Логические этапы мышления по Д.Дьюи. Алгоритм решения задач. Модель Д.Пойа. Проблемы и типы учебных задач.
Эврестический анализ, конгитивные (умственные, мыслительные навыки). Этапы решения задачи. Метод регрессионного анализа. Анализ и синтез древнегреческого математика Паппа.
             Решение задач с использованием метода регрессионного анализа. Формулы химических соединений, вывод молекулярных формул. Регрессионный метод при решении задач на выход продукта. Доля, массовая доля, выход продукта, потери. Регрессионный метод при решении задач с учетом лимитирующего реагента.
            Приемы решения логических задач путем установления соответствия между элементами множеств. Аналитический метод при решении задач по химии. Матрица содержания, принцип «прямой и обратной задачи».
Абсолютная атомная (молекулярная), относительная атомная (молекулярная) массы, количество вещества, моль, число Авогадро, молярный объем, н.у., плотность, относительная плотность, идеальный газ, закон Бойля-Мариотта, закон  Гей-Люссака, закон Шарля, уравнение Менделеева-Клайперона. Закон сохранения массы веществ, закон Авогадро и следствия из него, нормальные условия.
              Расчеты по химическим формулам.

• Основные количественные характеристики вещества: количество вещества, масса, объем.
• Массовая, объемная и молярная доля вещества в смеси. Массовая доля элемента в соединении.
  
• Вычисление количества вещества по известной массе вещества, нахождение массы газа по заданному количеству вещества.
  
• Нахождение массы и объема газа по заданному количеству вещества.
  
• Молярный объем газов. Законы идеальных газов. Объемная доля.
  

    
                Вывод  химических формул.
                Простейшая или эмпирическая формула. Истинная или молекулярная формула.

•     Нахождение химической формулы газообразного вещества по массовым долям элементов и относительной плотности.
• Нахождение молекулярной формулы вещества по его плотности и массе продуктов сгорания.
  
• Нахождение химической формулы вещества по массе исходного вещества и массе продуктов сгорания.
  

               Расчеты состава растворов.

• Концентрация растворов. Массовая доля растворенного вещества. Молярная концентрация растворенного вещества. Молярная концентрация эквивалентов. Растворимость. Правило смешивания. Правила креста или квадрат Пирсона.
• Вычисления при разбавлении и концентрировании растворов.
  
• Вычисления при смешивании двух растворов, правило смешения.
  
• Вычисление при приготовлении раствора разных веществ заданного состава и заданной концентрации.
  
•    Вычисление массы растворенного вещества для приготовления раствора указанного объема и молярности.
  
• Вычисление растворимости по количеству растворенного вещества, требуемого для насыщения данного количества растворителя.
  

            Вычисление количеств газов. Содержащихся в растворе в зависимости от температуры  и давления.
            Расчеты по уравнениям химических реакций.
           Химическое уравнение, термохимическое уравнение, тепловой эффект химической реакции, закон Гесса.

• Стехиометрические расчеты. Выход продукта реакции. Скорость химической реакции.
• Вычисление массы (объема, количества вещества) одного из участников реакции по известной массе (объему, количеству вещества) другого участника реакции.
  
• Определение вещества и его массы (объема), оставшегося после реакции непрореагировавшим.
  
•    Определение количества (массы, объема) продукта реакции, если один из сореагентов взят для реакции в избытке.
  
• Вычисление выхода продукта (в %) реакции от теоретически возможного.
  
• Вычисление массы (объема) продукта реакции по известной массе (объему) исходного вещества, содержащего определенную долю примесей.
  
• Определение состава соли (кислая или средняя) по массам веществ, вступающих в реакции.
  
• Определение состава 2-3 компонентной смеси по массам веществ, образующихся в ходе одной или нескольких реакций.
  
• Расчеты по термохимическим уравнениям.
  
• Расчеты, связанные со скоростью химической реакции и химическим равновесием.
  

       Решение задач повышенной трудности

                                Тема № 4 Механизмы органических реакций (6 ч)

                Классификация органических реакций.
          Реакции свободнорадикального замещения SR на примере алканов. Представления о механизме цепных реакций с участием свободных радикалов. Источники свободных радикалов и методы генерирования радикалов: термолиз, фотолиз соединений.
      Общие сведения о реакциях присоединения к кратным связям:
• электрофильные,
• нуклеофильные,
•  радикальные реакции.

•        Механизм AdE, стереохимия присоединения галогенов, галогенводородов, воды, карбоновых кислот. Ориентация присоединения, реакционная способность. Нуклеофильное присоединение, радикальное присоединение.

          Присоединение к сопряженным системам. Ориентация и реакционная способность. Механизм присоединения к циклопропановым кольцам.

• Реакции электрофильного присоединения AdE на примере алкенов. Этиленовые углеводороды (алкены), их электронное и пространственное строение (sp2-гибридизация, ?-  и  ?-связи). Сопряженные диеновые углеводороды, особенности их химических свойств.

         Теоретическое обоснование правила Марковникова.  Карбокатион, его устойчивость.

• Реакции электрофильного замещения SE на примере бензола и аренов (реакции ароматической системы и углеводородного радикала). Характеристика реакционной способности электрофильных частиц и методы их генерирования, доказательство их существования.

         Аренониевый механизм электрофильного замещения. Доказательство реализации механизма с участием аренониевых ионов: изотопные эффекты, выделение                   промежуточно образующихся аренониевых ионов. Фактор распределения, фактор селективности. Ориентация в бензольном кольце. Влияние уходящей группы.

• Механизм ароматического нуклеофильного замещения SN. Доказательство промежуточного образования карбаниона, его строение. Стадия, определяющая скорость реакции. Влияние активирующих групп и природы уходящей группы на скорость реакции.
• Реакции нуклеофильного замещения SN на примере спиртов. Смещение электронной плотности связи в гидроксильной группе под вилянием заместителей в углеводородном радикале
  
• Реакции нуклеофильного присоединения AdN на примере альдегидов.
  

        Механизм реакции этерификации. Изотопный анализ.
         Катализ в органической химии.

• Понятие переходного состояния, активированного комплекса

        Прочность связи С-Н в активированном комплексе.
        Изотопная метка и применение её для установления механизма реакции. Изотопные эффекты других элементов 13С, 15N, 18О.
        Механизмы, протекающие через промежуточное образование карбокатионов.
        Строение и устойчивость карбокатионов.

                                     Тема № 5 Структура органических веществ (6 ч)

           Химическое строение как порядок соединения и взаимного влияния атомов в молекулах. Свойство атомов углерода образовывать прямые, разветвленные и замкнутые цепи, одинарные и кратные связи. Гомология, изомерия, функциональные группы в органических соединениях.  Зависимость свойств веществ от химического строения.

       Классификация органических соединений. Основные направления развития теории химического строения.
Образование одинарных, двойных и тройных углерод-углеродных связей в свете представлений о гибридизации электронных облаков.
Свойства и параметры ковалентной связи. Природа химической связи в молекулах органических соединений, гомо- и гетеролитические способы разрыва связей. Понятие о свободных радикалах. Химическая связь. Типы химических связей: ковалентная, ионная, металлическая, водородная. Механизмы образования ковалентной связи: обменный и донорно-акцепторный. Ионный и свободно-радикальный разрыв ковалентных связей.
Энергия связи. Потенциал ионизации, сродство к электрону, электроотрицательность.

       Полярность связи, индуктивный эффект. Кратные связи. Модель гибридизации орбиталей. Связь электронной структуры молекул с их геометрическим строением (на примере соединений элементов 2-го периода). Делокализация электронов в сопряженных системах, мезомерный эффект. Понятие о молекулярных орбиталях.
      Алканы и циклоалканы. Конформеры. Зигзагообразное строение углеродной цепи, возможность вращения звеньев вокруг углерод-углеродных связей.
       Алкены и циклоалкены. Сопряженные диены.
      Алкины. Кислотные свойства алкинов.
      Ароматические углеводороды (арены). Бензол и его гомологи. Стирол. Реакции ароматической системы и углеводородного радикала. Ориентирующее действие заместителей в бензольном кольце (ориентанты I и II рода). Понятие о конденсированных ароматических углеводородах.


11 класс (36 часов)
                                               Тематическое планирование
 
Название темы                                                                      всего   лекции      практика
Тема 1  Окислительно-восстановительные реакции                  12           3               9
Тема 2 Опыты без взрывов                                                       6                             6
Тема 3  Решение расчетных задач                                            6            1               5
Тема 4 Механизмы органических реакций                                 6            2                4
Тема 5 Структура органических веществ                                   6            2                4


                                                                 Литература

1. Артеменко, А.И. органическая химия: учеб. для вузов. - М.: Высшая школа, 1998.
2. Ахметов, Н.С. Общая и неорганическая химия: учеб. для вузов. - М.: Высшая школа, 1998.
3. Габриелян, О.С., Решетов, П.В., Остроумов, И.Г. и др. Готовим¬ся к единому государственному экзамену: Химия. - М.: Дрофа, 2003.
4. Егоров, А.С. Как сдать ЕГЭ по химии на 100 баллов. - Ростов н/Д: Феникс, 2003
5. Егоров, А.С. Химия. Пособие-репетитор для поступающих в ву¬зы.- Ростов н/Д.: Феникс, 2001
6. Иванцова В.И., Иванцов В.М.          Методологическое сопровождение деятельности педагогов в системе повышения квалификации.     Красноярск, 2005
7. Кузьменко Н.Е. Химия. Для школьников ст. классов и поступающих в вузы / Н.Е.Кузьменко, В.В.Еремин, В.А.Попков. – М.: ООО «Издательский дом «ОНИКС 21 век» : ООО «Издательство « Мир и Образование», 2002.
8. Кузьменко Н.Е., Еремин В.В. 2400 задач по химии для школьников и поступающих в вузы. М.: Дрофа, 1999, с. 121–150.
9. Кузьменко Н.Е., Еремин В.В., Попков В.А. Начала химии. Современный курс для поступающих в вузы. В 2 т. М.: 1-я Федеративная книготорговая компания, 1997, т. 1, с. 251–295.
10.   Кушнарев А.А. Задачи по химии для старшеклассников и абитуриентов. М.: Школа-Пресс, 1999, 160 с.
11.   Лунева В.П. Об использовании ионно-электронного метода. Химия в школе, 1994, № 1, с. 8–13.
12.    Максименко,0.0. Химия. Пособие для поступающих в вузы. Филол. общество «Слово». Эксмо, 2003.
13.    Перельман Я.И.  Занимательные задачи и опыты.   Издательство «ВАП», 1994
14.    Пилипенко А.Т. и др. Справочник по элементарной химии. Киев: Наукова думка, 1980, с. 169–234.
15.    Сидорская Э.А. О методе полуреакций. Химия в школе, 1993, № 6, с. 10–14.
Хомченко Г.П. Химия для поступающих в вузы. М.: Высшая школа, 1993, с. 166–190.
16.    Сидорская, Э.А. О методе полуреакций// Химия в школе. -1993.-№6-с.10-14.
17.    Солдатова, Т.М. Окислительно-восстановительные реакции. -Волгоград: Учитель, 2007. -181с
18.    Хомченко       Сборник задач по химии.
19.     Хомченко, Г. П. Химия для поступающих в вузы. - М.: Высшая школа, 1993.-С. 166-190
20.     Шустов С.Б., Шустова Л.В. Окислительно-восстановительные процессы в живой природе. Химия в школе, 1995,
№ 2, с. 37–40.
21. Шустов, СБ., Шустова, Л.В. Окислительно-
восстановительные процессы в живой природе// Химия в школе. -
1995.-№2.-с.37-40.
22.    Аликберова Л.Ю. Занимательная химия. Книга для учащихся, учителей и родителей. Москва «АСТ-ПРЕСС», 1999  
23.   Крицман В.А. Книга для чтения по неорганической химии. Часть1 и 2.Москва «Просвещение» 1993
24.   Назарова Т.С., Грабецкий А.А., Лаврова В.Н. Химический эксперимент в школе. Москва «Просвещение» 1987
25.    Ольгин О. Опыты без взрывов. Москва Химия, 1986